《高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应规律及其应用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应规律及其应用课件.ppt（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲电磁感应规律及其应用1.(2016江江苏苏单单科科，6)电吉吉他他中中电拾拾音音器器的的基基本本结构构如如图1所所示示，磁磁体体附附近近的的金金属属弦弦被被磁磁化化，因因此此弦弦振振动时，在在线圈圈中中产生生感感应电流流，电流流经电路路放放大大后后传送送到到音音箱箱发出出声声音音，下下列列说法法正正确确的有的有()图图1A.选用用铜质弦，弦，电吉他仍能正常工作吉他仍能正常工作B.取走磁体，取走磁体，电吉他将不能正常工作吉他将不能正常工作C.增增加加线圈圈匝匝数数可可以以增增大大线圈圈中中的的感感应电动势D.弦弦振振动过程程中中，线圈圈中中的的电流流方方向向不不断断变化化答案答案BCD2.
2、(2014江江苏苏单单科科，1)如如图2所所示示，一一正正方方形形线圈圈的的匝匝数数为n，边长为a，线圈圈平平面面与与匀匀强强磁磁场垂垂直直，且且一一半半处在在磁磁场中中。在在t时间内内，磁磁感感应强强度度的的方方向向不不变，大大小小由由B均均匀匀地地增增大大到到2B。在在此此过程中，程中，线圈中圈中产生的感生的感应电动势为()图图2答案答案B3.(多多选选)(2014江江苏苏单单科科，7)如如图3所所示示，在在线圈圈上上端端放放置置一一盛盛有有冷冷水水的的金金属属杯杯，现接接通通交交流流电源源，过了了几几分分钟，杯杯内内的的水水沸沸腾起来。若要起来。若要缩短上述加短上述加热时间，下列措施可行
3、的有，下列措施可行的有()图图3A.增加增加线圈的匝数圈的匝数 B.提高交流提高交流电源的源的频率率C.将金属杯将金属杯换为瓷杯瓷杯 D.取走取走线圈中的圈中的铁芯芯解解析析杯杯内内的的水水之之所所以以沸沸腾腾，是是由由于于金金属属杯杯处处于于下下方方线线圈圈所所产产生生的的交交变变磁磁场场中中，产产生生涡涡流流，从从而而使使金金属属杯杯温温度度升升高高，而而瓷瓷杯杯内内不不会会产产生生涡涡流流，故故C错错；要要想想缩缩短短加加热热时时间间，则则应应增增大大磁磁场场的强度和变化率，因此的强度和变化率，因此A、B正确，正确，D错误。错误。答案答案AB4.(2015江江苏苏单单科科，13)做做磁磁
4、共共振振(MRI)检查时，对人人体体施施加加的的磁磁场发生生变化化时会会在在肌肌肉肉组织中中产生生感感应电流流。某某同同学学为了了估估算算该感感应电流流对肌肌肉肉组织的的影影响响，将将包包裹裹在在骨骨骼骼上上的的一一圈圈肌肌肉肉组织等等效效成成单匝匝线圈圈，线圈圈的的半半径径r5.0 cm，线圈圈导线的的截截面面积A0.80 cm2，电阻阻率率1.5 m。如如图4所所示示，匀匀强强磁磁场方方向向与与线圈圈平平面面垂垂直直，若若磁磁感感应强强度度B在在0.3 s内内从从1.5 T均均匀匀地地减减为零，求：零，求：(计算算结果保留一位有效数字果保留一位有效数字)图图4(1)该圈肌肉圈肌肉组织的的电
5、阻阻R；(2)该圈肌肉圈肌肉组织中的感中的感应电动势E；(3)0.3 s内内该圈肌肉圈肌肉组织中中产生的生的热量量Q。答案答案(1)6103 (2)410-2 V(3)810-8 J考考 情情 分分 析析201420152016电磁感应定律的综合应用T1：法拉第电磁感应定律的应用T7：涡流T13：电磁感应定律的应用T6：楞次定律、法拉第电磁感应定律电磁磁感感应的的综合合应用用是是高高中中物物理理中中难度度较大大、综合合性性最最强强的的部部分分之之一一，是是高高考考必必考考内内容容之之一一。电磁磁感感应与与力力学学、电路路、磁磁场、能能量量等等密密切切联系系，涉涉及及知知识面面广，广，综合性合性
6、强强，能力要求高，能力要求高，题型有型有计算算题、选择题。楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用规 律律 方方 法法1.感应电流方向的判断方法感应电流方向的判断方法(1)右右手手定定则，即即根根据据导体体在在磁磁场中中做做切切割割磁磁感感线运运动的的情情况况进行判断；行判断；(2)楞楞次次定定律律，即即根根据据穿穿过闭合合回回路路的的磁磁通通量量的的变化化情情况况进行行判断。判断。1.(2016北北京京理理综综，16)如如图5所所示示，匀匀强强磁磁场中中有有两两个个导体体圆环a、b，磁磁场方方向向与与圆环所所在在平平面面垂垂直直。磁磁感感应强强度度B随随时间均均匀
7、匀增增大大。两两圆环半半径径之之比比为21，圆环中中产生生的的感感应电动势分分别为Ea和和Eb，不考，不考虑两两圆环间的相互影响。下列的相互影响。下列说法正确的是法正确的是()精精 典典 题 组图图5A.EaEb41，感，感应电流均沿逆流均沿逆时针方向方向B.EaEb41，感，感应电流均沿流均沿顺时针方向方向C.EaEb21，感，感应电流均沿逆流均沿逆时针方向方向D.EaEb21，感，感应电流均沿流均沿顺时针方向方向答案答案B2.(多多选选)(2016全全国国卷卷，20)法法拉拉第第圆盘发电机机的的示示意意图如如图6所所示示。铜圆盘安安装装在在竖直直的的铜轴上上，两两铜片片P、Q分分别与与圆盘
8、的的边缘和和铜轴接接触触。圆盘处于于方方向向竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场B中中。圆盘旋旋转时，关关于于流流过电阻阻R的的电流流，下下列列说法法正正确确的的是是()图图6A.若若圆盘转动的角速度恒定，的角速度恒定，则电流大小恒定流大小恒定B.若若从从上上向向下下看看，圆盘顺时针转动，则电流流沿沿a到到b的的方方向向流流动C.若若圆盘转动方方向向不不变，角角速速度度大大小小发生生变化化，则电流流方方向可能向可能发生生变化化D.若若圆盘转动的的角角速速度度变为原原来来的的2倍倍，则电流流在在R上上的的热功率也功率也变为原来的原来的2倍倍答案答案AB3.(多多选选)(2016江江西西新新余余模模拟
9、拟)如如图7甲甲，固固定定在在光光滑滑水水平平面面上上的的正正三三角角形形金金属属线框框，匝匝数数n20，总电阻阻R2.5 ，边长L0.3 m，处在在两两个个半半径径均均为rL/3的的圆形形匀匀强强磁磁场区区域域中中。线框框顶点点与与右右侧磁磁场区区域域圆心心重重合合，线框框底底边中中点点与与左左侧磁磁场区区域域圆心心重重合合。磁磁感感应强强度度B1垂垂直直水水平平面面向向上上，大大小小不不变；B2垂垂直直水水平平面面向向下下，大大小小随随时间变化化，B1、B2的的值和和变化化规律律如如图乙乙所所示示。则下列下列说法中正确的是法中正确的是(取取3)()图图7A.通通过线框中的感框中的感应电流方
10、向流方向为逆逆时针方向方向B.t0时刻穿刻穿过线框的磁通量框的磁通量为0.1 WbC.在在00.6 s内通内通过线框中的框中的电荷量荷量为0.006 CD.00.6 s时间内内线框中框中产生的生的热量量为0.06 J答案答案AD4.如如图8甲甲所所示示，绝缘的的水水平平桌桌面面上上放放置置一一金金属属圆环，在在圆环的的正正上上方方放放置置一一个个螺螺线管管，在在螺螺线管管中中通通入入如如图乙乙所所示示的的电流流，电流从螺流从螺线管管a端流入端流入为正，以下正，以下说法正确的是法正确的是()图图8A.从上往下看，从上往下看，01 s内内圆环中的感中的感应电流沿流沿顺时针方向方向B.01 s内内圆
11、环面面积有有扩张的的趋势C.3 s末末圆环对桌面的桌面的压力小于力小于圆环的重力的重力D.12 s内和内和23 s内内圆环中的感中的感应电流方向相反流方向相反解解析析由由图图乙乙知知，01 s内内螺螺线线管管中中电电流流逐逐渐渐增增大大，穿穿过过圆圆环环向向上上的的磁磁通通量量增增大大，由由楞楞次次定定律律知知圆圆环环中中感感应应电电流流的的磁磁场场向向下下，圆圆环环面面积积有有缩缩小小的的趋趋势势，从从上上往往下下看看，01 s内内圆圆环环中中的的感感应应电电流流沿沿顺顺时时针针方方向向，选选项项A正正确确，B错错误误；同同理理可可得得12 s内内和和23 s内内圆圆环环中中的的感感应应电电
12、流流方方向向相相同同，选选项项D错错误误；3 s末末电电流流的的变变化化率率为为0，螺螺线线管管中中磁磁感感应应强强度度的的变变化化率率为为0，在在圆圆环环中中不不产产生生感感应应电电流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项C错误。错误。答案答案A电磁感应中的力、电综合问题电磁感应中的力、电综合问题规 律律 方方 法法解决电磁感应中的力、电问题的关键解决电磁感应中的力、电问题的关键电磁磁感感应与与力力学学问题联系系的的桥梁梁是是磁磁场对感感应电流流的的安安培培力力。解解答答电磁磁感感应中中的的力力学学问题，在在分分析析方方法法上上，要要始始终抓抓住住导体
13、体的的受受力力(特特别是是安安培培力力)特特点点及及其其变化化规律律，明明确确导体体的的运运动过程程以以及及运运动过程中状程中状态的的变化，准确把握运化，准确把握运动状状态的的临界点。界点。1.(2016襄襄阳阳模模拟拟)如如图9，两两根根相相距距L1 m、电阻阻不不计的的平平行行光光滑滑金金属属导轨水水平平放放置置，导轨足足够长,其其一一端端接接有有一一阻阻值为R2 的的电阻阻，导轨处在在磁磁感感应强强度度为B0.5 T的的匀匀强强磁磁场中中，磁磁场方方向向垂垂直直导轨平平面面向向里里。一一根根质量量m0.2 kg、电阻阻r0.5 的的金金属属棒棒置置于于导轨左左端端，并并与与导轨垂垂直直放
14、放置置。有有两两种种情情况况可可以以让棒棒在在导轨上上做做匀匀变速速直直线运运动：(1)给棒棒施施加加一一个个水水平平向向右右的的随随时间变化化的的力力F，可可以以让棒棒从从静静止止开开始始向向右右以以加加速速度度a11 m/s2做做匀匀加加速速运运动；(2)将将轨道道左左端端的的定定值电阻阻换成成一一个个随随时间变化化的的电阻阻R0，再再给棒棒一一个个水水平平向向右右的的初初速速度度v06 m/s，可可以以使使棒棒向向右右以以加加速速度度a21 m/s2匀匀减减速速运运动一一段段时间。则上上述述两两种种情情况况所所描描述述的的变力力F和和变化的化的电阻阻R0满足的方程是足的方程是()精精 典
15、典 题 组图图9A.F0.1t0.2(N)，R071.25t()B.F0.1t0.2(N)，R071.25t()C.F0.125t0.2(N)，R07.51.25t()D.F0.125t0.2(N)，R07.51.25t()答案答案A2.(2016湖湖南南益益阳阳模模拟拟)如如图10所所示示，竖直直面面内内的的正正方方形形导线框框ABCD和和abcd的的边长均均为l、电阻阻均均为R，质量量分分别为2m和和m，它它们分分别系系在在一一跨跨过两两个个定定滑滑轮的的绝缘轻绳两两端端，在在两两导线框框之之间有有一一宽度度为2l、磁磁感感应强强度度为B、方方向向垂垂直直纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场。
16、开开始始时ABCD的的下下边界界与与匀匀强强磁磁场的的上上边界界重重合合，abcd的的上上边界界到到匀匀强强磁磁场的的下下边界界的的距距离离为l。现将将两两导线框框由由静静止止释放放，当当ABCD全全部部进入入磁磁场时，两两导线框框开开始始做做匀匀速速运运动。不不计摩擦和空气阻力，重力加速度摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：，求：图图10(1)两两导线框匀速运框匀速运动的速度大小；的速度大小；(2)两两导线框在从开始运框在从开始运动至等高的至等高的过程中所程中所产生的生的总焦耳焦耳热；(3)导线框框abcd通通过磁磁场的的时间。图图11(1)小灯泡正常小灯泡正常发光光时的的电阻阻R；(2)线
17、框保持不框保持不动的的时间内，小灯泡内，小灯泡产生的生的热量量Q。答案答案(1)1.25 (2)3.14 J高频考点九电磁感应中的图象问题高频考点九电磁感应中的图象问题三三“看看”与三与三“找找”妙解电磁感应图象问题妙解电磁感应图象问题(一一)解解决决磁磁感感应应强强度度变变化化产产生生电电动动势势问问题题的的三三“看看”：一一看看区区间间、二看大小、三看方向。二看大小、三看方向。【典典例例】 一一矩矩形形线圈圈位位于于一一随随时间t变化化的的匀匀强强磁磁场内内，磁磁场方方向向垂垂直直线圈圈所所在在的的平平面面(纸面面)向向里里，如如图12甲甲所所示示。磁磁感感应强强度度B随随t的的变化化规律
18、律如如图乙乙所所示示。以以I表表示示线圈圈中中的的感感应电流流，以以图甲甲中中线圈圈上上箭箭头所所示示方方向向为电流流的的正正方方向向，则下下列列选项中中的的It图象正确的是象正确的是()图图12解解析析一一看看区区间间，根根据据法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律，45 s内内磁磁通通量量不不变变，感感应应电电动动势势和和感感应应电电流流为为0，排排除除C、D；二二看看大大小小，02 s内内感感应应电电流流大大小小不不变变，A、B都都符符合合要要求求；三三看看方方向向，根根据据楞楞次次定定律律，01 s内内感感应应电电流流方方向向为为负负方方向向，12 s内内感感应应电电流流方方向向为为正正
19、方向，方向，B错误，错误，A正确。正确。答案答案A变式变式1根据感应电流，反推磁感应强度根据感应电流，反推磁感应强度B的变化的变化(多多选选)一一个个圆形形闭合合线圈圈固固定定在在垂垂直直纸面面的的匀匀强强磁磁场中中，线圈圈平平面面与与磁磁场方方向向垂垂直直，如如图13甲甲所所示示。设垂垂直直于于纸面面向向里里的的方方向向为磁磁感感应强强度度的的正正方方向向，线圈圈中中顺时针方方向向为感感应电流流的的正正方方向向。已已知知圆形形线圈圈中中的的感感应电流流i随随时间变化化的的图象象如如图乙乙所所示示，则线圈圈处的的磁磁场的的磁磁感感应强强度度随随时间变化的化的图象可能是下列象可能是下列选项中的中
20、的()图图13解解析析一一看看区区间间，在在01 s内内感感应应电电流流方方向向发发生生了了变变化化，因因此此01 s内内Bt图图象象的的斜斜率率发发生生变变化化，排排除除B；二二看看大大小小，A、C、D都都符符合合题题意意；三三看看方方向向，根根据据楞楞次次定定律律，A中中由由于于磁磁感感应应强强度度变变化化而而产产生生的的感感应应电电流流的的方方向向在在01 s内内的的前前一一段段为为正正方方向向，A错错误误，通过通过03 s内的感应电流方向可知内的感应电流方向可知C、D符合题意。符合题意。答案答案CD变式变式2判断安培力随时间的变化判断安培力随时间的变化(2016河河南南郑郑州州模模拟拟
21、)如如图14甲甲所所示示，正正三三角角形形硬硬导线框框abc固固定定在在磁磁场中中，磁磁场方方向向与与线框框平平面面垂垂直直。图乙乙表表示示该磁磁场的的磁磁感感应强强度度B随随时间t变化化的的关关系系，t0时刻刻磁磁场方方向向垂垂直直纸面面向向里里。在在04t0时间内内，线框框ab边受受到到该磁磁场对它它的的安安培培力力F随随时间t变化化的的关关系系图为(规定定垂垂直直ab边向向左左为安安培培力的正方向力的正方向)()图图14解解析析利利用用排排除除法法。本本题题四四个个选选项项中中变变化化区区间间都都符符合合要要求求，0t0和和3t03.5t0时时间间内内，电电流流方方向向相相反反，但但磁磁
22、场场方方向向也也相相反反，因因此此安安培培力力的的方方向向是是相相同同的的，选选项项B、C、D错错误误，A正正确。确。答案答案A(二二)解解决决导导体体做做切切割割磁磁感感线线运运动动产产生生电电动动势势问问题题的的三三“找找”：一一找找有效切割长度、二找变化趋势、三找方向。有效切割长度、二找变化趋势、三找方向。图图15解解析析线线框框bc边边在在0L过过程程中中不不产产生生感感应应电电流流，在在L2L过过程程中中bc边边切切割割磁磁感感线线的的有有效效长长度度逐逐渐渐变变大大，由由右右手手定定则则知知感感应应电电流流沿沿顺顺时时针针方方向向，逐逐渐渐变变大大；线线框框bc边边在在2L3L过过
23、程程中中，bc边边和和ad边边都都有有一一部部分分切切割割磁磁感感线线，产产生生的的感感应应电电流流沿沿逆逆时时针针方方向向，大大小小不不变变；线线框框bc边边在在3L4L过过程程中中，ad边边切切割割磁磁感感线线，有有效效长长度度逐逐渐渐变变小小，产产生生的的感感应应电电流流沿沿顺顺时时针方向，逐渐减小。针方向，逐渐减小。答案答案C变式磁场区域变为正方形，且判断电流和安培力的变化变式磁场区域变为正方形，且判断电流和安培力的变化(多多选选)如如图16所所示示，在在光光滑滑的的水水平平桌桌面面上上有有一一直直角角边长为l、电阻阻为R的的等等腰腰直直角角三三角角形形ABC导线框框；在在导线框框的的
24、右右侧有有一一边长为l的的正正方方形形匀匀强强磁磁场区区域域，磁磁场的的左左边界界与与导线框框的的直直角角边BC平平行行，磁磁场方方向向垂垂直直纸面面向向里里。现将将导线框框以以恒恒定定的的速速度度v向向右右运运动，t0时刻刻，导线框框的的顶点点A恰恰好好到到达达磁磁场的的左左边界界，随随后后导线框框进入入并并匀匀速速通通过磁磁场区区域域，规定定逆逆时针方方向向为感感应电流流(i)的的正正方方向向，水水平平向向左左为安安培培力力(F)的的正正方方向向，则下下列列选项中中的的it图象象和和Ft图象象可可能能正正确确的是的是()图图16答案答案BD反思总结反思总结(1)电磁感应中的图象问题的分析电
25、磁感应中的图象问题的分析解解决决图图象象问问题题的的关关键键是是分分析析磁磁通通量量的的变变化化是是否否均均匀匀，从从而而判判断断感感应应电电动动势势(感感应应电电流流)或或安安培培力力的的大大小小是是否否恒恒定定，然然后后运运用用楞楞次次定定律或右手定则判断其方向，从而确定其正负。律或右手定则判断其方向，从而确定其正负。(2)电磁感应中图象类选择题的两个常见解法电磁感应中图象类选择题的两个常见解法排排除除法法：定定性性地地分分析析电电磁磁感感应应过过程程中中物物理理量量的的变变化化趋趋势势(增增大大还还是是减减小小)、变变化化快快慢慢(均均匀匀变变化化还还是是非非均均匀匀变变化化)，特特别别是是物物理理量量的的正负，排除错误的选项。正负，排除错误的选项。函函数数法法：根根据据题题目目所所给给条条件件写写出出两两个个物物理理量量之之间间的的函函数数关关系系，然后由函数关系对图象作出分析和判断。然后由函数关系对图象作出分析和判断。
